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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine zum Durchführen einer Einspritzmengenlernfunktion.
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Als ein Verfahren zum Unterdrücken von Verbrennungsgeräuschen und Stickstoffoxiden in einer Dieselkraftmaschine ist ein Verfahren bekannt zum Durchführen einer Voreinspritzung bekannt, um eine sehr kleine Menge von Kraftstoff vor einer Haupteinspritzung einzuspritzen. Da ein Befehlswert der Voreinspritzungsmenge klein ist, ist eine Verbesserung der Genauigkeit der kleinen Menge nötig, um die Wirkungen der Voreinspritzung zum Unterdrücken der Erzeugung des Verbrennungsgeräusches und der Stickstoffoxide zufriedenstellend hervorzubringen. Daher ist auf Seiten der Software eine Einspritzmengenlernfunktion zum Messen einer Abweichung zwischen einer Befehlseinspritzmenge der Voreinspritzung und einer Menge des tatsächlich eingespritzten Kraftstoffs (einer tatsächlichen Einspritzmenge) und zum Korrigieren der Einspritzmenge nötig.
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Ein in der
DE 60 2004 000 955 T2 offenbartes Kraftstoffeinspritzsteuersystem kann die Einspritzmengenlernfunktion höchst präzise durchführen. Das Steuersystem führt eine Einzeleinspritzung von einem Injektor in einen bestimmten Zylinder einer Kraftmaschine dann durch, wenn sich die Kraftmaschine in einem einspritzfreien Zustand befindet, in dem eine zu dem Injektor ausgegebene Befehlseinspritzmenge Null oder weniger beträgt. Die Kraftmaschine wird in den einspritzfreien Zustand gebracht, wenn die Kraftstoffzufuhr unterbrochen ist, bspw. wenn eine Stellung eines Schalthebels geändert wird oder wenn ein Fahrzeug verlangsamt wird. Das Steuersystem berechnet eine tatsächliche Einspritzmenge auf Grundlage einer Änderung einer durch die Einzeleinspritzung verursachten Kraftmaschinendrehzahl. Wenn zwischen der tatsächlichen Einspritzmenge und der Befehlseinspritzmenge der Voreinspritzung ein Fehler erzeugt wird, korrigiert das Steuersystem die Befehlseinspritzmenge in Übereinstimmung mit dem Fehler.
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Für gewöhnlich wird die Befehlseinspritzmenge korrigiert, indem ein Einspritzdauerkorrekturwert aus einer in 8 gezeigten Charakteristik auf Grundlage des Unterschieds zwischen der durch die Durchführung der Einzeleinspritzung gemessenen tatsächlichen Einspritzmenge und der Befehlseinspritzmenge berechnet wird. In 8 gibt ΔT den Korrekturwert der Einspritzdauer wieder, ΔN ist die Änderung des Betriebszustands der Kraftmaschine (eine Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN) und Ntrg ist ein Sollwert der Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN. Beispielsweise ist die Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN eine durch die Einzelspritzung verursachte Änderung (Erhöhung) der Kraftmaschinendrehzahl. Diese in 8 gezeigte Charakteristik zielt darauf ab, eine zum Vollenden der Korrektur notwendige Zeitspanne zu verkürzen, indem der Korrekturwert ΔT erhöht wird, wenn die Abweichung zwischen der Befehlseinspritzmenge und der tatsächlichen Einspritzmenge zunimmt. Die Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN entspricht der tatsächlichen Einspritzmenge und der Sollwert Ntrg entspricht der Befehlseinspritzmenge. Jedoch dauert es zum Auffinden des Korrekturwerts ΔT zum Kompensieren der Abweichung in dem Fall, in dem die tatsächliche Einspritzmenge von der Befehlseinspritzmenge entlang einer Abnahmerichtung stark abweicht, länger als in dem Fall, in dem die tatsächliche Einspritzmenge entlang der Zunahmerichtung abweicht, wie dies nachstehend erklärt wird.
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In 9 sind Charakteristiken eines Injektors einer Dieselkraftmaschine gezeigt. In 9 gibt Q die tatsächliche Einspritzmenge wieder, Qc ist die Befehlseinspritzmenge und TQ ist die Einspritzdauer. Wenn die tatsächliche Einspritzmenge Q entlang der Abnahmerichtung von einer durchgezogenen Linie q1 zu einer gestrichelten Linie q2, die in 9 gezeigt sind, stark abweicht, wird ein einspritzfreier Bereich, in dem die tatsächliche Einspritzmenge Q Null beträgt, von einem Bereich A1 auf einen Bereich A2 vergrößert, wie in 9 gezeigt ist. Damit ändert sich eine Charakteristik der Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN von einer durchgezogenen Linie n1 zu einer gestrichelten Linie n2, wie in 9 gezeigt ist. Wenn zu diesem Zeitpunkt auf Grundlage einer in 9 gezeigten ersten Einspritzimpulsweite TQ1 eine erste Einspritzung durchgeführt wird, spritzt der Injektor keinen Kraftstoff ein und eine Änderung der Kraftmaschinendrehzahl (die Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN) in Folge der Einspritzung wird nicht erzeugt. In diesem Zustand stimmt ein Wert, der durch Abziehen der tatsächlichen Einspritzmenge Q von der Befehlseinspritzmenge Qc erhalten wird, mit der Befehlseinspritzmenge Qc überein, da die tatsächliche Einspritzmenge Q Null beträgt. Wenn in einem solchen Fall der Einspritzdauerkorrekturwert ΔT nach dem vorstehenden Verfahren berechnet wird, wird ein in 8 oder 9 gezeigter Wert „a” als der Einspritzdauerkorrekturwert Δt berechnet.
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Wenn auf Grundlage einer in 9 gezeigten Einspritzimpulsweite TQ2 eine zweite Einzeleinspritzung durchgeführt wird, in der sich der Korrekturwert „a” wiederspiegelt, wird kein Kraftstoff eingespritzt. Dementsprechend bleibt der Korrekturwert „a”.
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Somit wird in dem Fall, in dem die tatsächliche Einspritzmenge Q entlang der Abnahmerichtung stark abweicht und die nach der Korrektur bereitgestellte tatsächliche Einspritzmenge Q Null bleibt, der konstante Korrekturwert berechnet, ohne dabei den Grad der Abweichung der Charakteristik des Injektors zu berücksichtigen. Daher kann die Wirkung, die zum Vollenden der Korrektur notwendige Zeitspanne zu verkürzen, indem der Korrekturwert erhöht wird, wenn die Abweichung zunimmt, nicht erreicht werden. Als Ergebnis benötigt die Korrektur eine lange Zeit.
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Wenn die tatsächliche Einspritzmenge Q entlang der Zunahmerichtung von der Befehlseinspritzmenge Qc stark abweicht, wird die für die Einspritzmengenlernfunktion eingespritzte Einzeleinspritzmenge übermäßig zunehmen. Wenn die Einspritzung mit der Befehlseinspritzmenge fortgeführt wird, werden Geräusche erzeugt und die Emissionswerte werden verschlechtert.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Einspritzsteuersystem einer Brennkraftmaschine zu schaffen, das in der Lage ist, eine Zeitspanne zum Vollenden einer Korrektur zu verkürzen und eine Geräuscherzeugung und eine Emissionsverschlechterung zu verhindern, die verursacht werden, wenn eine übermäßige Kraftstoffmenge in einer Einspritzmengenlernfunktion eingespritzt wird.
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Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbindungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Wenn eine tatsächliche Einspritzmenge sehr klein ist, besteht eine Möglichkeit, dass die Einspritzmenge Null bleibt, selbst wenn die Einspritzmenge korrigiert und nachgeführt wird. In einem solchen Fall benötigt es eine lange Zeitspanne, um einen gewünschten Korrekturwert zu erhalten. Im Gegensatz dazu setzen die Berechnungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung zumindest eines von dem Modifikationswert und der Modifikationsgeschwindigkeit in dem Fall, in dem die Befehlseinspritzmenge bei der Korrektur erhöht wird, auf einen höheren Wert als in dem Fall, in dem die Befehlseinspritzmenge bei der Korrektur verringert wird. Daher kann die Zeitspanne, innerhalb der der Korrekturwert konvergiert, verkürzt werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. In den Zeichnungen ist
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1 ein schematisches Schaubild, das ein Steuersystem einer Dieselkraftmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein Ablaufdiagramm, das Verarbeitungsschritte einer durch eine ECU des Steuersystems durchgeführten Einspritzmengenlernfunktion gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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3 ein Korrekturkennfeld zum Berechnen eines Modifikationswerts einer Einspritzdauer gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
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4 ein weiteres Korrekturkennfeld zum Berechnen des Modifikationswerts der Einspritzdauer gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
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5 ein Ablaufdiagramm, das Verarbeitungsschritte einer durch eine ECU eines Steuersystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführten Einspritzmengenlernfunktion zeigt;
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6 ein Kennfeld zum Berechnen einer Lerndatenaufnahmeweiterführungszahl gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
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7 ein weiteres Kennfeld zum Berechnen der Lerndatenaufnahmeweiterführungszahl gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
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8 ein Kennfeld zum Berechnen eines Korrekturwerts einer Einspritzdauer gemäß einem zugehörigen Stand der Technik; und
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9 ein Einspritzcharakteristikkennfeld eines Injektors des zugehörigen Stands der Technik.
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Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Einspritzsteuersystem einer vierzylindrigen Dieselkraftmaschine 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Wie in 1 gezeigt ist, hat die Kraftmaschine 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein Kraftstoffeinspritzsystem der Ansammlungsbauweise.
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Wie in 1 gezeigt ist, hat das Kraftstoffeinspritzsystem eine Common-Rail 2, eine Kraftstoffpumpe 4, Injektoren 5 und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 6. Die Common-Rail 2 sammelt Hochdruckkraftstoff an. Die Kraftstoffpumpe 4 beaufschlagt Kraftstoff, der von einem Kraftstofftank 3 angesogen wurde, mit Druck und fördert den Kraftstoff unter Druck zu der Common-Rail 2. Die Injektoren 5 spritzen den von der Common-Rail 2 zugeführten Hochdruckkraftstoff in Zylinder (Brennkammern 1a) der Kraftmaschine 1 ein. Die ECU 6 steuert das System elektronisch.
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Die ECU 6 setzt einen Sollwert eines Common-Rail-Drucks Pc der Common-Rail 2 (einen Druck des in der Common-Rail 2 angesammelten Kraftstoffs). Die Common-Rail 2 sammelt den von der Kraftstoffpumpe 4 zugeführten Hochdruckkraftstoff bei einem Sollwert des Common-Rail-Drucks Pc an. Ein Drucksensor 7 und ein Druckbegrenzer 8 sind an der Common-Rail 2 angebracht. Der Drucksensor 7 erfasst den Common-Rail-Druck Pc und gibt den Common-Rail-Druck Pc zu der ECU 6 aus. Der Druckbegrenzer 8 begrenzt den Common-Rail-Druck Pc so, dass der Common-Rail-Druck Pc einen vorbestimmten oberen Grenzwert nicht überschreitet.
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Die Kraftstoffpumpe 4 hat eine Nockenwelle 9, eine Förderpumpe 10, einen Tauchkolben 12 und ein elektromagnetisches Strömungssteuerventil 14. Die Nockenwelle 9 wird durch die Kraftmaschine 1 angetrieben und gedreht. Die Förderpumpe 10 wird durch die Nockenwelle 9 angetrieben und saugt den Kraftstoff von dem Kraftstofftank 3 an. Der Tauchkolben 12 bewegt sich in einem Zylinder 11 in Synchronisation mit der Drehung der Nockenwelle 9 hin und her. Das elektromagnetische Strömungssteuerventil 14 regelt eine Menge von von der Förderpumpe 10 in eine in dem Zylinder 11 vorgesehene Druckbeaufschlagungskammer 13 eingeführten Kraftstoff.
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Wenn sich der Tauchkolben 12 in der Kraftstoffpumpe 4 von einem oberen Totpunkt zu einem unterem Totpunkt in dem Zylinder 11 bewegt, wird die Menge des von der Förderpumpe 10 ausgelassenen Kraftstoffs durch das elektromagnetische Strömungssteuerventil 14 geregelt und der Kraftstoff öffnet ein Ansaugventil 15 und wird in die Druckbeaufschlagungskammer 13 eingesogen. Dann, wenn sich der Tauchkolben 12 von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt in dem Zylinder 11 bewegt, beaufschlägt der Tauchkolben 12 den Kraftstoff in der Druckbeaufschlagungskammer 13 mit Druck. Somit öffnet der Kraftstoff ein Auslassventil 16 an der Seite der Druckbeaufschlagungskammer 13 und wird unter Druck zu der Common-Rail 2 gefördert.
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Die Injektoren 5 sind an die jeweiligen Zylinder der Kraftmaschine 1 montiert und über Hochdruckrohre 17 an der Common-Rail 2 angeschlossen. Jeder Injektor 5 hat ein elektromagnetisches Ventil 5a, das in Antwort auf einen von der ECU 6 ausgegebenen Befehl arbeitet, und hat eine Düse 5b, die den Kraftstoff einspritzt, wenn das elektromagnetische Ventil 5a erregt ist.
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Das elektromagnetische Ventil 5a öffnet und schließt einen Niederdruckdurchlass, der von einer Druckkammer, in die der Hochdruckkraftstoff der Common-Rail 2 zugeführt wird, zu einer Niederdruckseite führt. Das elektromagnetische Ventil 5a öffnet den Niederdruckdurchlass, wenn es erregt ist, und schließt den Niederdruckdurchlass, wenn es entregt ist.
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Die Düse 5b hat eine Nadel zum Öffnen oder Schließen eines Einspritzlochs eingegliedert. Der Druck des Kraftstoffs in der Druckkammer spannt die Nadel in einer Ventilverschlussrichtung vor (in einer Richtung zum Schließen des Einspritzlochs). Wenn das elektromagnetische Ventil 5a erregt ist und den Niederdruckdurchlass öffnet, nimmt der Kraftstoffdruck in der Druckkammer ab und die Nadel steigt in der Düse 5b nach oben und öffnet das Einspritzloch. Somit spritzt die Düse 5b den von der Common-Rail 2 zugeführten Hochdruckkraftstoff durch das Einspritzloch ein. Wenn das elektromagnetische Ventil 5a entregt ist und den Niederdruckdurchlass schließt, steigt der Kraftstoffdruck in der Druckkammer an. Dementsprechend bewegt sich die Nadel in der Düse 5b abwärts und schließt das Einspritzloch. Somit ist die Einspritzung beendet.
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Die ECU 6 ist an einem Drehzahlsensor 18 zum Erfassen einer Kraftmaschinendrehzahl (einer Drehzahl pro Minute) ω, einem Beschleunigerstellungssensor zum Erfassen einer Beschleunigerstellung (einer Last der Kraftmaschine 1) ACCP und dem Drucksensor 7 zum Erfassen des Common-Rail-Drucks Pc angeschlossen. Die ECU 6 berechnet den Sollwert des Common-Rail-Drucks Pc der Common-Rail 2 und die Einspritzzeitgebung und die Einspritzmenge, die für einen Betriebszustand der Kraftmaschine 1 geeignet sind, auf Grundlage der durch die vorstehend erwähnten Sensoren erfassten Informationen. Die ECU 6 steuert das elektromagnetische Strömungssteuerventil 14 der Kraftstoffpumpe 4 und die elektromagnetischen Ventile 5a der Injektoren 5 auf Grundlage der Berechnungsergebnisse elektronisch.
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Um die Genauigkeit einer Einspritzung mit kleiner Menge, wie z. B. einer vor einer Haupteinspritzung durchgeführten Voreinspritzung zu verbessern, führt die ECU 6 eine nachstehend beschriebene Einspritzmengenlernfunktion durch.
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In der Einspritzmengenlernfunktion wird ein Fehler zwischen einer der Voreinspritzung entsprechenden Befehlseinspritzmenge und einer Menge (tatsächlichen Einspritzmenge) des durch den Injektor 5 in Antwort auf die Befehlseinspritzmenge (einen Einspritzbefehlsimpuls) tatsächlich eingespritzten Kraftstoffs gemessen. Dann wird die Befehlseinspritzmenge in Übereinstimmung mit dem Fehler korrigiert.
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Nun werden Verarbeitungsschritte der Einspritzmengenlernfunktion der gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel durch die ECU 6 durchgeführten Einspritzmengenlernfunktion auf Grundlage eines in 2 gezeigten Ablaufdiagramms erklärt.
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Zunächst wird in Schritt S101 ein Zylinder zum Durchführen einer Einzeleinspritzung für die Einspritzmengenlernfunktion ausgewählt. Genauer gesagt wird der Zylinder zum Durchführen der Einspritzmengenlernfunktion auf Grundlage eines vor der gegenwärtigen Lernfunktion durchgeführten Korrekturzustands (Einspritzmengenlernfunktion) ausgewählt. Wenn die gegenwärtige Lernfunktion die erste ist, wird ein vorbestimmter Zylinder gewählt oder ein willkürlicher Zylinder wird gewählt.
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Dann wird in Schritt S102 bestimmt, ob eine Lernbedingung zum Durchführen der Einzeleinspritzung in den ausgewählten Zylinder erfüllt ist. Die Lernbedingung ist dann erfüllt, wenn die Kraftmaschine 1 sich in einem einspritzfreien Zustand befindet, in dem die zu dem Injektor 5 ausgegebene Befehlseinspritzmenge Null oder weniger beträgt und wenn ein vorbestimmter Common-Rail-Druck beibehalten bleibt. Die Kraftmaschine 1 wird in den einspritzfreien Zustand gebracht, falls die Kraftstoffzufuhr unterbrochen ist, beispielsweise wenn eine Stellung eines Schalthebels geändert wird oder wenn ein Fahrzeug verlangsamt wird. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S102 „JA” lautet, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S103 vor. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S102 „NEIN” lautet, wird die Verarbeitung beendet.
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In Schritt S103 wird eine Erregungsbasisdauer TQmap des zu dem Injektor 5 ausgegebenen Einspritzbefehlsimpulses und ein Sollwert Ntrg einer Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN auf Grundlage einer Einspritzmenge und eines Einspritzdrucks (des Common-Rail-Drucks Pc) in einem Einspritzbereich berechnet, in dem die Lernfunktion erforderlich ist. Die Erregungsbasisdauer TQmap kann auf Grundlage eines Einspritzimpulskennfelds berechnet werden, in welchem die Erregungsbasisdauer TQmap im Vorfeld mit jeder Einspritzmenge abgestimmt wird. Die Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN ist beispielsweise eine durch die Einzeleinspritzung verursachte Änderung (eine Erhöhung) in der Kraftmaschinendrehzahl ω. Der Sollwert Ntrg der Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN kann aus einem Drehzahländerungskennfeld berechnet werden, in welchem der Sollwert Ntrg im Vorfeld mit jeder Einspritzmenge abgestimmt wird.
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In Schritt S104 wird bestimmt, ob die gegenwärtige Korrektur die erste ist. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S104 „NEIN” lautet, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S105 vor. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S104 „JA” lautet, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S106 vor.
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In Schritt S105 wird ein durch die vorangegangene Korrekturberechnung erhaltener Korrekturwert ΔTprev als ein Korrekturwert ΔT verwendet.
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In Schritt S106 wird der Korrekturwert ΔT auf Null zurückgesetzt (ΔT = 0).
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In Schritt S107 wird eine Einspritzdauer TQ der Einspritzung für die Lernfunktion auf Grundlage der in Schritt S103 berechneten Erregungsbasisdauer TQmap und des in Schritt S105 oder in Schritt S106 berechneten Korrekturwerts ΔT berechnet.
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In Schritt S108 wird die Einspritzdauer TQ der Einspritzung für die Lernfunktion zu dem Injektor 5 ausgegeben, um die Einzeleinspritzung in dem in Schritt S101 ausgewählten Zylinder durchzuführen.
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In Schritt S109 wird die durch die Einzeleinspritzung verursachte Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN gemessen.
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In Schritt S110 wird die Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN mit dem Sollwert Ntrg verglichen. Wenn die Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN größer als der Sollwert Ntrg ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S111 vor. Wenn die Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN gleich wie der Sollwert Ntrg ist, schreitet der Ablauf zur Schrittgröße S112 vor. Wenn die Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN kleiner als der Sollwert Ntrg ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S113 vor.
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In Schritt S111 wird auf Grundlage eines in 3 gezeigten Korrekturkennfelds ein Modifikationswert T2 berechnet und der Korrekturwert ΔTprev wird berechnet, indem der Modifikationswert T2 von dem in Schritt S105 oder in Schritt S106 berechneten Korrekturwert ΔT abgezogen wird.
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In Schritt S112 wird der in Schritt S105 oder der in Schritt S106 berechnete Korrekturwert ΔT als der Korrekturwert ΔTprev verwendet.
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In Schritt S113 wird auf Grundlage eines in 4 gezeigten Korrekturkennfelds ein Modifikationswert T3 berechnet und der Korrekturwert ΔTprev wird berechnet, indem der Modifikationswert T3 zu dem in Schritt S105 oder in Schritt S106 berechneten Korrekturwert ΔT addiert wird.
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Der in Schritt S111, in Schritt S112 oder in Schritt S113 berechnete Korrekturwert ΔTprev wird bei der nächsten Korrektur verwendet.
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Nun werden die in 3 und 4 gezeigten Korrekturkennfelder erklärt.
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Das in 3 gezeigte Korrekturkennfeld wird verwendet, um den Korrekturwert ΔT zu verringern, wenn die Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN größer als der Sollwert Ntrg ist. Der Modifikationswert T2 nimmt zu, wenn eine Differenz (ein absoluter Wert) zwischen der Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN und dem Sollwert Ntrg zunimmt, wie in 3 gezeigt ist. Wenn die Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN sehr groß ist, oder wenn die tatsächliche Einspritzmenge sehr groß ist, besteht eine Möglichkeit, dass das Geräusch erzeugt wird oder dass die Emissionen verschlechtert werden. Daher wird, falls die Differenz zwischen der Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN und dem Sollwert Ntrg einen vorbestimmten zulässigen Wert (einen in 3 gezeigten Wert „A”) überschreitet, der Modifikationswert T2 schnell erhöht (oder eine Steigung des Korrekturkennfelds wird erhöht), so dass die Einspritzmenge (der Korrekturwert ΔT) schnell verringert werden kann.
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Das in 4 gezeigte Korrekturkennfeld wird verwendet, um den Korrekturwert ΔT zu erhöhen, wenn die Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN geringer als der Sollwert Ntrg ist. Der Modifikationswert T3 nimmt zu, wenn die Differenz (der absolute Wert) zwischen der Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN und dem Sollwert Ntrg zunimmt, wie dies in 4 gezeigt ist. Wenn die gemessene Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN Null beträgt, ist die tatsächliche Einspritzmenge Null. In diesem Fall besteht eine Möglichkeit, dass die Einspritzmenge selbst dann Null bleibt, wenn die Einspritzmenge korrigiert und nachgeführt wird. Dementsprechend benötigt es eine lange Zeitspanne, um den gewünschten Korrekturwert ΔT zu finden. Daher ist die Steigung des in 4 gezeigten Korrekturkennfels, das dazu verwendet wird, den Korrekturwert ΔT zu erhöhen, wenn die Änderung ΔN geringer als der Sollwert Ntrg ist, in einem Bereich, in dem die Differenz zwischen der Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN und dem Sollwert Ntrg kleiner als ein zulässiger Wert „A” ist, größer als die des in 3 gezeigten Korrekturkennfelds. Somit ist der Modifikationswert T3 größer als der Modifikationswert T2, bis die Differenz zwischen der Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN und dem Sollwert Ntrg den zulässigen Wert „A” überschreitet.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der zum Erhöhen des Korrekturwerts ΔT verwendete Modifikationswert T3 größer als der zum Verringern des Korrekturwerts ΔT verwendete Modifikationswert T2. Somit kann die Zeitspanne, die dazu nötig ist, dass der Korrekturwert ΔT konvergiert, verkürzt werden.
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Die Steigung des zur Verringerung des Korrekturwerts ΔT verwendeten Korrekturkennfelds wird erhöht, so dass der Modifikationswert T2 zum Verringern des Korrekturwerts ΔT erhöht wird, wenn die Differenz zwischen der Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN und dem Sollwert Ntrg den zulässigen Wert „A” überschreitet. Somit kann die Erzeugung von Geräuschen oder die Verschlechterung der Emissionen in Folge der Einspritzung einer übermäßigen Menge von Kraftstoff minimiert werden.
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Als nächstes wird anhand eines in 5 gezeigten Ablaufdiagramms eine Einspritzmengenlernfunktion erklärt, die durch eine ECU 6 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
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In der Einspritzmengenlernfunktion gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine Modifikationsgeschwindigkeit der Einspritzdauer (eine Geschwindigkeit zum Modifizieren der Einspritzdauer) in Übereinstimmung mit einer Differenz (einem absoluten Wert) zwischen der Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN und dem Sollwert Ntrg geändert.
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Die Modifikationsgeschwindigkeit wird mit einer Lerndatenaufnahmeweiterführungszahl N in Zusammenhang gebracht. Die Lerndatenaufnahmeweiterführungszahl N ist die Anzahl, mit der die ECU 6 die Daten auf Grundlage einer gewissen Einspritzimpulsweite weiterführend bzw. fortwährend aufnimmt. Wenn die ECU 6 auf Grundlage der bestimmten Einspritzimpulsweite fortwährend mehr Daten aufnimmt (oder wenn die Lerndatenaufnahmeweiterführungszahl N zunimmt), verlängert sich die Zeitspanne der Einspritzmengenlernfunktion auf Grundlage der bestimmten Einspritzimpulsweite und die Modifikationsgeschwindigkeit der Einspritzdauer (die Einspritzimpulsweite) wird verringert.
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Das Einspritzsystem hat eine Charakteristik, dass die Einspritzmenge unter den Injektionen variiert. Daher ist es in dem Fall, in dem die Datenaufnahme lediglich einmal durchgeführt wird, schwierig, zu bestimmen, ob die Abweichung zwischen der Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN und dem Sollwert Ntrg die Variation zwischen den Injektionen ist oder ob sie die Variation infolge einer Änderung mit der Zeit ist.
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Daher wird bei der Einspritzmengenlernfunktion des zweiten Ausführungsbeispiels zum Eliminieren der Variationen unter den Injektoren die Lerndatenaufnahme auf Grundlage der selben Einspritzimpulsweite TQ mehrere Male durchgeführt, und von den aufgenommenen Daten wird der Durchschnitt genommen, um die Korrektur durchzuführen. Diese Anzahl der Datenaufnahmen auf Grundlage der gleichen Injektionspulsweite wird als die Lerndatenaufnahmeweiterführungszahl N bezeichnet.
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Als nächstes wird auf Grundlage des in 5 gezeigten Ablaufdiagramms die Einspritzmengenlernfunktion gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Die Schritte von Schritt S201 bis Schritt 204 und die Schritte von Schritt S206 bis Schritt S209 des zweiten Ausführungsbeispiels sind die Gleichen wie die Schritte von Schritt S101 bis Schritt S104 bzw. wie die Schritte von Schritt S106 bis Schritt S109 des ersten Ausführungsbeispiels.
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In Schritt S205 des in 5 gezeigten Ablaufdiagramms wird ein in der vorangegangenen Korrekturberechung berechneter vorangegangener Korrekturwert ΔTprevf als ein Korrekturwert ΔT verwendet (ΔT = ΔTprevf).
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In Schritt S210 wird ein Lerndatenaufnahmezähler „num” um den Wert Eins inkrementiert und ein Durchschnitt ΔNave der Änderungen ΔN der gesamten in Schritt S209 gemessenen Daten wird berechnet. Die Anzahl der aufgenommenen Daten entspricht dem Lerndatenaufnahmezähler „num”.
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In Schritt S211 wird die durchschnittliche Änderung ΔNave mit einem Sollwert Ntrg verglichen. Wenn die durchschnittliche Änderung ΔNave größer als der Sollwert Ntrg ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S212 vor. Wenn die durchschnittliche Änderung ΔNave gleich wie der Sollwert Ntgr ist, schreitet de Ablauf zur Schritt S213 vor. Wenn die durchschnittliche Änderung ΔNave kleiner als der Sollwert Ntrg ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S214 vor.
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In Schritt S212 wird die Lerndatenaufnahmeweiterführungszahl N auf Grundlage eines in 6 gezeigten Korrekturkennfelds berechnet (N = Nmap) und ein Korrekturwert ΔTprev wird berechnet, indem ein bestimmter Wert α (α > 0) von dem in Schritt S205 oder in Schritt S206 berechneten Korrekturwert ΔT abgezogen wird (ΔTprev = ΔT – α).
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In Schritt S213 wird die Lerndatenaufnahmeweiterführungszahl N auf den Wert Eins gesetzt (N = 1) und der gegenwärtige Korrekturwert ΔT wird als der Korrekturwert ATprev verwendet.
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In Schritt S214 wird die Lerndatenaufnahmeweiterführungszahl N auf Grundlage eines in 7 gezeigten Kennfelds berechnet (N = Nmap) und der Korrekturwert ΔTprev wird berechnet, indem der bestimmte Wert α auf den in Schritt S205 oder in Schritt S206 berechneten Korrekturwert ΔT auf addiert wird (ΔTprev = ΔT + α).
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In Schritt S215 wird bestimmt, ob der Lerndatenaufnahmezähler „num” „gleich oder größer als” die Lerndatenaufnahmeweiterführungszahl N ist. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S215 „JA” lautet, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S216 vor. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S215 „NEIN” lautet, wird die Datenaufnahme auf Grundlage der gleichen Einspritzdauer TQ wiederholt.
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In Schritt S216 wird der in Schritt S212, Schritt S213 oder Schritt S214 berechnete Korrekturwert ΔTprev als der in der nächsten Korrektur verwendete Korrekturwert Tprevf eingesetzt und der Lerndatenaufnahmezähler „num” wird auf Null zurückgesetzt (num = 0).
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Als nächstes werden die in 6 und 7 gezeigten Korrektkennfelder erklärt.
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Das in 6 oder 7 gezeigte Korrekturkennfeld wird zur Berechnung der Lerndatenaufnahmeweiterführungszahl N verwendet. Das in 6 gezeigte Korrekturkennfeld wird dann verwendet, wenn die durchschnittliche Änderung ΔNave größer als der Sollwert Ntrg ist. Das in 7 gezeigte Korrekturkennfeld wird dann verwendet, wenn die durchschnittliche Änderung ΔNave kleiner als der Sollwert Ntrg ist.
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Jedes der in 6 und 7 gezeigten Korrekturkennfelder verringert die Lerndatenaufnahmeweiterführungszahl N und korrigiert die Einspritzdauer TQ auf Grundlage einer kleinen Anzahl von Daten, wenn die Differenz zwischen der durchschnittlichen Änderung ΔNave und dem Sollwert Ntrg groß ist. Wenn die Differenz zwischen der durchschnittlichen Änderung ΔNave und dem Sollwert Ntrg abnimmt, wird die Lerndatenaufnahmeweiterführungszahl N erhöht, um die Variation zwischen den Injektoren zu eliminieren. Somit kann sicher bestimmt werden, ob die der gegenwärtigen Einspritzdauer TQ entsprechende, durchschnittliche Änderung ΔNave größer als der Sollwert Ntrg ist. Falls die Lerndatenaufnahmeweiterführungszahl N klein ist, wenn die Differenz zwischen der durchschnittlichen Änderung ΔNave und dem Sollwert Ntrg klein ist, kann wegen den Variationen zwischen den Injektoren fehlerhafter Weise bestimmt werden, dass die durchschnittliche Änderung ΔNave geringer als der Sollwert Ntgr ist, selbst wenn die durchschnittliche Änderung ΔNave, die der gegenwärtigen Einspritzdauer TQ entspricht, tatsächlich größer als der Sollwert Ntrg ist. In diesem Fall wird die Korrektur fehlerhaft durchgeführt.
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Das in 7 gezeigte Korrekturkennfeld hat einen Bereich zum Erhöhen der Modifikationsgeschwindigkeit der Einspritzdauer TQ (einen Bereich, der breiter ist, um eine Lerndatenaufnahmeweiterführungszahl N bereitzustellen), der breiter als das in 6 gezeigte Korrekturkennfeld ist. Wenn die durchschnittliche Änderung ΔNave kleiner als der Sollwert Ntrg ist, ist die gegenwärtige Einspritzdauer TQ kurz oder die tatsächliche Einspritzmenge ist klein. Genauer gesagt bedarf es in dem Fall, in dem die Lernfunktion durchgeführt wird, wenn die tatsächliche Einspritzmenge Null beträgt, einer langen Zeitspanne zum Starten der Einspritzung selbst dann, wenn die Einspritzdauer TQ wiederholtermaßen um einen vorbestimmten Betrag verlängert wird. Dementsprechend dauert es lange bis die Korrektur vollendet ist. Daher ist in diesem Ausführungsbeispiel der Bereich zum Erhöhen der Modifikationsgeschwindigkeit der Einspritzzeitspanne aufgeweitet, wenn die tatsächliche Einspritzmenge klein ist. Somit wird der stabile Verbrennungsbereich schnell erreicht.
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Durch Kombinieren des ersten Ausführungsbeispiels und des zweiten Ausführungsbeispiels können der Modifikationswert und die Modifikationsgeschwindigkeit (die Lerndatenaufnahmeweiterführungszahl N) der Einspritzdauer in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen der durch die Einspritzung verursachten tatsächlichen Änderung und dem Sollwert geändert werden. Dieses Schema kann realisiert werden, indem der bestimmte Wert α, der zum Modifizieren des Korrekturwerts ΔT der Einspritzdauer in Schritt S212 und in Schritt S214 des in 5 gezeigten Ablaufdiagrams verwendet wird, durch die in 3 und 4 gezeigten Modifikationswerte T2, T3 ersetzt wird.
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Die Zunahme in der Drehzahl ω wird als die Kraftmaschinenzustandsänderung ΔN in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet. Wahlweise kann anstelle der Zunahme der Drehzahl ω ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis, ein Zylinderdruck und dergleichen als die Kraftmaschinenzustandsänderung AN verwendet werden.
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Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt werden, sondern kann auf viele andere Arten implementiert werden, ohne von dem Bereich der Erfindung, wie er durch die beiliegenden Ansprüche definiert ist, abzuweichen.
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Eine elektronische Steuereinheit (ECU) (6) einer Kraftmaschine (1) berechnet einen ersten Modifikationswert zum Verringern eines Korrekturwerts einer Einspritzdauer, wenn eine durch eine Einzeleinspritzung verursachte Zustandsänderung der Kraftmaschine (1) größer als ein Sollwert ist. Die ECU (6) berechnet einen zweiten Modifikationswert zum Erhöhen des Korrekturwerts, wenn die Zustandsänderung kleiner als der Sollwert ist. Der zweite Modifikationswert ist größer als der erste Modifikationswert. Somit kann eine Zeitspanne, die beim Erhöhen des Korrekturwerts dafür nötig ist, dass der Korrekturwert konvergiert, verkürzt werden. Der erste Modifikationswert wird beim Verringern des Korrekturwerts erhöht, falls eine Differenz zwischen der Zustandsänderung und dem Sollwert einen zulässigen Wert überschreitet. Somit wird die Einspritzmenge schnell verringert, um eine übermäßige Kraftstoffeinspritzung zu verhindern.
